海洋平台灰预测和支持向量机的逆控制

导管架式海洋平台在随机波浪等外载荷作用下极易产生有害振动,且其动力响应具有极强的非线性和时变性,采用被动控制方法和基于精确数学模型的主动控制方法控制海洋平台的有害振动很难达到理想的控制效果.结合灰预测和支持向量机的优点,提出了基于灰预测和支持向量机的自适应逆控制方法,并将其与动态刚度阵法相结合应用于导管架式海洋平台的振动主动控制中.数值算例分析表明,该控制方法可有效地控制波浪和风载荷作用下引起导管架式平台的有害振动,并能解决由于控制信号传输等原因引起的时滞问题.     

基于一阶振型的海洋平台二阶段损伤定位方法

海洋平台等大型复杂结构其高阶模态难以激起和测试,甚至只能识别出一阶模态振型和前几个低阶模态频率,因此,利用少量低价模态进行损伤诊断显得尤为重要。本文提出了仅利用一阶模态振型对海洋平台进行损伤位置诊断的二阶段法：先利用模态曲率变化率确定损伤的大体位置,再利用一阶模态应变能分别确定主导管和撑杆是否损伤及其位置。最后通过一个三腿导管架海洋平台有限元数值模型验证了该方法的可行性和有效性。研究发现,本文提出的方法具有较好的识别精度,具有一定的适用性。     

海洋平台结构随机动力响应谱疲劳寿命可靠性分析

对随机波浪荷载作用下海洋平台结构动力响应和疲劳寿命评估理论作了简要叙述，通过对某深水导管架平台经损伤加固维修后整体结构的随机动力响应分析，应用随机波浪谱和线性疲劳累积损伤理论，进行了导管架结构构件和管节点的详细疲劳寿命评估，计算模型充分考虑了对平台结构动力性能和疲劳寿命有着显著影响的附属结构和质量，以及结构-桩-土的相互作用.计算结果表明,海洋平台结构的一阶模态对动力响应起主导作用；与受损构件相连接的构件疲劳寿命与损伤前相比有明显的降低，但都满足设计使用要求；频率数和频带宽的合理选取对随机波浪动力荷载作用下结构的响应有着显著的影响.     

海洋平台阻尼隔振减振原理及振动控制效果分析

导管架式海洋平台是海洋钻采应用较为广泛的一种平台结构形式，笔者研究了导管架式海洋平台结构阻尼隔振原理及振动控制效果．分析和研究了导管架式海洋平台结构采用阻尼隔振技术的基本原理，建立了导管架式海洋平台结构阻尼隔振体系简化计算模型，推导了简化模型结构第一振型阻尼比的计算公式．研究了隔振层参数当结构阻尼比的关系以及它们对结构整体和隔振层层间相对位移的控制效果，进行了在波浪力工况和地震工况下的数值模拟．结果表明，阻尼隔振方案是导管架式海洋平台的一种有意义的减振措施，当阻尼隔振层刚度较大时，可以有效控制平台结构的振动．     

基于原型测量的渤海导管架平台抗冰保障系统

在渤海,多座仍在生产运行的以冰荷载为其控制荷载的导管架平台已接近或超过其设计寿命,冬季严重的冰激振动可能威胁导管架平台的安全运行。为保障渤海导管架平台的安全,在渤海几座导管架平台上安装了完整的原型测量系统,以建立渤海导管架平台抗冰保障系统。渤海导管架平台抗冰保障系统以渤海导管架平台冰激振动预报模型为核心,结合平台现场监测和平台失效准则,保障了渤海导管架平台在冬季冰期的安全运行。     

基于振动测试的海洋平台损伤诊断研究

海洋平台结构长期服役在恶劣的环境下,再加上设计或使用的不当,结构容易产生各种形式的损伤,严重的还会导致平台失效.海洋平台损伤检测的方法有很多,采用局部损伤检测技术方法对海洋平台结构进行损伤诊断不可靠.基于振动测试的结构健康监测技术是简单可行又较为准确的全局性损伤诊断方法.本文介绍了基于振动测试的损伤诊断理论方法,包括模态参数直接比较法、模态应变能法及基于概率统计理论的损伤诊断法.     

渤海某平台磁流变智能阻尼隔振控制

目的 研究了利用主动变阻尼控制系统优化方法设计磁流变智能阻尼隔振平台结构，为实际工程利用磁流变阻尼器为结构减振设计提供方法。方法 采用ANSYS软件提供的结构刚度矩阵庞大，不易进行半主动和主动控制系统设计，根据ANSYS有限元分析提炼出简化计算模型，基于主动最优控制设计方法，设计了磁流变阻尼隔振系统，进行了冰激振动和地震动作用下的磁流变阻尼智能振动控制反应分析．结果 该平台半主动磁流变阻尼隔振体系对导管架端帽处最大位移和甲板处最大加速度均有很好的控制效果，隔振层位移满足采油工艺要求．结论 主动最优控制设计方法是一种很好的设计方法，具有广泛的应用前景；对于平台结构半主动磁流变智能阻尼隔振体系是较好的控制方案．     

海洋平台结构系统静强度可靠性分析程序及其应用

介绍了适用于导管架海洋平台结构系统静强度可靠性分析程序的原理，功能，特点，最后，作为一个算例，对渤海－固定式导管架平台进行了可靠性分析。     

MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用

采用磁流变（MR）阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究，建立海洋平台磁流变（MR）半主动控制结构的数学模型，提出基于现代最优控制理论的半主动控制方法，算例仿真结果表明，采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应。     

三维数值波浪水池模拟海浪对导管架柱体的影响

对海洋钻井关键设备与安全检测技术进行了研究.在N-S方程以及标准k-ε模型的基础上,采用流体体积法(VOF)追踪自由表面的变化情况.应用Workbench软件建立三维数值波浪水池结合Fluent软件以及自定义函数(UDF)二次开发软件实现水池的造波功能,同时模拟了波浪与导管架之间的单向流固耦合.将简化导管架模型放入水池中,分析不同固定方式的变化情况,从而评定平台的安全性,为海浪与导管架平台相互作用问题的研究奠定了理论分析基础.     

基于能量法的简支钢梁损伤识别试验及有限元分析

针对目前梁式结构损伤识别中识别精度和实际应用方面存在的不足,以能量耗散理论为基础,对简支工字形钢梁的损伤识别进行了数值分析及试验研究。通过结构损伤时每一单元的模态应变能耗散率与损伤前、后模态应变能变化之间的关系,推导出单元损伤变量的表达形式。研究结果表明：单元损伤变量只需要利用结构损伤前、后的模态振型即可算得,在实际应用中可通过模态扩阶技术解决实测自由度与理论自由度不匹配问题;该方法可准确识别出简支钢梁损伤单元的位置,并在一定程度上表征损伤程度。     

结构损伤识别的改进曲率模态方法

结构损伤识别是结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一。尽早了解结构的损伤状况和损伤位置有助于提高结构的预期可靠性和安全性,同时降低了结构的维修费用。论文主要研究了如何采用改进的曲率模态方法识别结构的损伤以提高识别精度。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,论文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率变化的改进曲率模态识别结构损伤位置的方法。最后用一数值模拟的简支混凝土梁对该方法与曲率模态方法进行了对比验证。结果表明,改进的曲率模态方法能够更精确地识别出结构的损伤位置。     

利用模态应变能指标的斜拉桥拉索损伤识别

由于拉索是大跨度斜拉桥的主要承重构件之一,拉索中的损伤对于大跨度斜拉桥结构的安全会产生不利的影响.为实现对斜拉桥拉索损伤识别确保结构的安全,首先给出单元模态应变能定义,然后分析了基于单元模态应变能的损伤识别机理,提出了基于单元模态应变能变化率斜拉桥拉索损伤识别的实用方法,并以国内某重点斜拉桥为试验对象模拟3种不同的损伤工况情况,研究该方法的适用性.试验研究结果表明,单元模态应变能变化率指标是斜拉桥拉索损伤很好的敏感标识量,对单位置拉索损伤能够准确地给予识别,对于多位置拉索损伤识别,指标也能给予较好识别效果.该方法为斜拉桥拉索损伤检测提供了一条可靠有效的途径.     

模态噪声影响下基于残余力向量的损伤识别

提出了一个考虑模态噪声影响的基于残余力向量法的损伤识别两步法。首先从理论上证明了由连续观测所得的模态参数计算的残余力向量样本,其均值向量可以作为损伤位置识别的标识量。在可能损伤位置确定后,通过提取刚度矩阵和质量矩阵中与损伤相关的自由度来减少计算量,用矩阵缩减后得到的残余力向量构造遗传算法优化目标函数,来识别损伤程度。数值算例证明,该方法具有较好定位和定量识别效果和抗噪声能力。     

基于频率指纹的梁类结构损伤定位方法研究

利用摄动原理探讨了基于振动模态分析的结构无损检测技术，并把频率变化平方比和正则化频率变化率应用于连续梁，从理论上验证了频率指纹是结构损伤位置的函数。利用该方法对连续梁进行了数值模拟试验，总结出利用梁频率的正则化频率变化率进行损伤定位的步骤。方法简单可行，可为解决工程实际问题提供参考。     

地震荷载作用下海洋平台结构物动力可靠度分析

主要针对地震荷载作用下的海洋平台结构动力可靠性问题进行研究。海洋平台动力可靠性实质上是综合应用动力响应理论和概率理论，先对平台结构响应特性起主要影响作用的随机变量进行抽样，然后进行平台结构随机响应分析，并对响应结果进行概率统计分析，进而求得平台结构动力可靠性。本文分析过程中，考虑了地震裂度、地震输入方向、不同地震波等因素对结构响应的影响。应用本文所提出的海洋平台结构物动力可靠度分析方法，结合工程应用，进行南海某三腿海洋平台动力可靠性评估。分析结果表明，考虑了柱－土共同作用后，平台结构刚度降低，系统结构更为柔软，因此考虑桩－土共同作用后的结构响应比考虑六倍桩径处固定时的结构响应小；南海某三腿海洋平台体系动力可靠指标小于目标可靠指标，该平台在实际工程应用中是安全、合理和可行的。     

一种基于经验模分解的结构微小损伤检测方法

提出了一种检测结构微小损伤的时域方法。首先采用经验模分解技术分解结构发生微小损伤前后在相同激励下的时域响应信号，得到响应信号的各阶固有模式函数，然后用波形指数来对结构响应信号的各阶固有模式函数进行量化。根据结构损伤前后时域响应固有模式函数的波形指数对比，就可容易地对结构发生的微小损伤进行判断。通过仿真算例发现，结构原始响应信号经过经验模分解后得到的固有模式函数对微小损伤敏感度较好，这种对微损伤的敏感特性可采用各阶固有模式函数的波形指数进行量化。因此该方法是一种时域内检测结构微小损伤的有效方法。     

高柔悬臂结构损伤识别的约束柔度法

为了识别高柔悬臂结构的损伤位置和损伤程度,提出损伤识别约束柔度法。推导出等效抗弯刚度分别与柔度矩阵各元素和与任一阶模态参数的关系等式,基于任一阶模态参数,将高柔悬臂结构简化为弯曲型集中质量模型,分析基于弯曲型集中质量模型的损伤识别柔度法的病态性,引入约束条件,建立低病态性的方程组,通过解方程组识别损伤。数值算例表明,所提方法识别效果较好,明显改善了损伤识别柔度法的病态性。     

基于应变能均化指标和云模型的结构损伤识别

为了解决测量噪声等引起的损伤识别不确定问题,提出了基于应变能均化指标和云模型相结合的识别方法。分析了结构的模态应变能以及两种损伤指标,并考虑到模态应变能耗散率指标和等效指标之间的互补性质,通过均化方法建立了模态应变能均化指标;给出了云模型的基本理论,分析了云模型的数字特征、云处理算法以及确定度计算方法;结合随机测量噪声等引起的不确定性问题,建立了基于应变能均化指标和云模型的损伤识别方法。数值计算结果表明,应变能均化指标的识别结果略优于应变能耗散率指标和应变能等效指标,当考虑随机测量噪声时,云模型与应变能均化指标相结合的方法可以较好地进行含噪数据的损伤识别。